타임머신을 만들 수 있다면 어떤 원리

미래로는 갈 수 있습니다.

현재 비행기 타고 있으면 지상보단 조금 앞썬 미래에 있습니다.(그걸 느낄 방법 양자시계는 알 수 있음)

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그러나 과거로 가는 건 매우 까다롭습니다만 이론상 갈 수 있습니다. 지금 소개할 건 제가 물리 세특때 쓸 대본이며, () 안 숫자는 무시하시면 됩니다.

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먼저 과거로 시간여행을 하는 방법을 말하기 앞써 기본 정보를 알려드리자면,1924년 헝가리 물리학자인 코르넬리우스 란초스(1)와 1936년 네덜란드 물리학자 월리엄 야곱 반 스토콤(2)은 아인슈타인 상대성이론 방정식으로 같은 해를 도출(3)(4)했지만, 이들은 그 해가 뭔지를 몰랐습니다.그 후 1974년 미국의 물리학자 프랭크 티플러(4) 역시 같은 해(5)(6)가 나왔고, 곧 티플러는 이것이 시간역행의 공식임을 알아냈습니다(7).

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먼저 아주 길고 거대한 원통형 구주물(8)이 있어야 한다. 또한 그 원통의 지름은 우주선 하나(9)가 통째로 들어갈 정도로 거대해야하며, 길이는 무한(10)해야한다. 또한 티플러 원통을 만들 때는 태양이나 중성자별 같이 밀도가 높은 재료가 필요합니다.

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그 다음 이 원통을 분당 몇 십억번 이상으로 회전시키는데 회전속도는 너무 느리면 원통의 어마어마한 중력으로 붕괴되며, 너무 빠르면 원통 바깥쪽으로 폭발한다. 딴사서 원통이 가진 중력과 동일한 정도의 힘으로 원심력을 발생시켜야 한다. 그러면 엄청난 질량을 가진 원통을 어마어마한 속도로 회전시키면 이상한 물리현상이 생기는데, 그건 주변 시공간(11)(12) 자체가 원통의 회전 방향으로 회전하는 것이며, 이를 틀 끌림이라 한다.

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그후 우주선을 타고 원통 안으로 들어가면 과거로의 시간여행이 가능하다.

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그러나 여기서 드는 의문은 티플러 원통을 지난다고 해서 시간이 거꾸로 흐르는 거냐? 그걸 이해하려면 먼저 광원뿔(13)을 알아야한다.

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예시를 들어보자 이곳에 2차원 공간(14)이 있다고 가정하자 그리고 이 공간을 가로지는 X,Y축(15)(16)(17)(18)이 있다. 그리고 수직으로는 Z축(19)이 있으며, Z축은 시간이다. Z축 위로는 미래(20)이며, Z축 아래로는 과거(21), Z축에 가운데는 현재(22)이다.

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가운데(23)는 현재 우리가 있는 공간(24)으로 그곳을 알파(25)(26)라 하자 우리는 알파에서 빛의 이동경로를 볼건데, 300,000km/s로 이동하는 빛을 2차원에서 표현하자면 빛은 알파의 중심으로 원형(27)으로 펴져나가간다. 1년후는 이렇게(28), 다시 1년후는 이렇게(29) 퍼져 나갈것이다. 이렇게 빛의 이동 경로를 이어보면 원뿔(30)이 나오는데 이를 광원뿔이라 하며,(이때 나오는 각은 90도이다.) 미래로 가는 건 미래광원뿔, 과거로 가는건 과거광원뿔이다.

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다음으로 30년전 있던 곳을 β(베타)(31)지역, 20년전 있던 곳을 γ(감마)지역(32),10년전 있던 곳을 δ(델타)지역(33), 현 시점인 α(알파)지역(34)를 모두 연결하면 곡선궤적(35)이 나오는데, 공간좌표는 세계점(36)(37), 세계점끼리 이어 궤적을 만드는 걸 세계선(38)(39)라 한다.

여기서 한가지 가정을 해 α(알파)지역에 있는 우주선을 초광속이 된다면 과거 광원뿔로 갈수있지만 그건 물리학의 위배되기에 불가능하다 그러므로 광원뿔 안과 밖은 서로 상호작용이 불가능하다.(40)(41)

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본론으로 돌아와

엄청난 속도로 회전하는 티플러 원통 주변 시공간은 회전방향을 따라서 같이 회전하고 있다. 여기서 틀 끌림 현상으로 나타난 왜곡된 시공간은 광원뿔을 기울게하며 여기다가 티플러 원통의 어마어마한 중력도 마찬가지로 광원뿔을 기울게한다.(42) 이제 광원뿔을 과거 방향으로 향하게 됩니다. 즉 빛이 중력과 왜곡된 시공간에 끌려 들어가게 되면 빛의 속도를 초과하지 않고도 과거로 갈 수 있는 것 입니다.

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이런게 기울어진 광원뿔을 왜곡된 시공간과 막대한 중력을 따라 회전하며 과거로 이동하는 것 입니다.(43) 즉, 과거로 가는 길 ‘닫힌 시간 곡선(44)’이 열린 것 입니다. 이제 우리는 시간 역행의 모든 조건을 만들었습니다.

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2.그러나 우리 인류는 티플러 원통을 만들 수 있냐? 라는 물음에 과학자들은 티플러 원통을 통해 시간역행은 이론상 가능하지만 현실적으로 티플러 원통을 만드는 건 불가능에 가깝다고 합니다. 그 이유를 네가지 정도 말하고 발표를 맞히겠습니다.

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첫째 티플러 원통은 태양(45)이나 중성자별(46)같이 질량이 매우 무거운 천채로 만든다 설명했다. 그러나 태양만 해도 중력이 너무 강하고 뜨거워(47) 접근 자체를 못하며, 중성자별 역시 중력이 매우 강해 접근하며 죽으며, 중성자별을 지구의 1000억베 자기장(48)과 방사선과 X선도 인체의 치명적이다. 그러나 만약 그런 천체로 티플러원통을 만들었다고 가정하자

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둘째 티플러 원통의 중력과 회전속도를 견딜만한 물체를 찾는 것도 어렵고 찾았다 해도 만드는데 문제가 생길 것이다. 여기서 회전속도를 알려주기 위해 직접 티플러 원통이 회전할 때 원심력을 구해봤다.

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원심력의 크기는 F=ma=mrω²=mr(4π² / T²) 입니다. (ω=각속도 T=주기)​

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여기서 구하려는 a=(4π²/T²)r 질량과 무관하다.​

회전 속도가 10억 rpm 즉, 분당 10억 회전한다고 가정하면 10억 rpm=1666,6666,67 Hz가 되며 T=1/1666,6666.67=0.000000059999999988000... (0 7개)이다. 이때 r=∞ 아므로 대입하면 ​

a=(4×3.141592653589793238/0.000000059999999988000)∞ =(무한은 생략) 2,0943,9510.28121 m/s^(2)​

여기서 다시 9.8을 나누면 21371379.60012321 G가 된다.​ 이를 똑같이 활용해 99억 rpm도 구하면 2,1371,3785.9584893369 G가 나온다.

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고로 시간 역행은 티플러 원통을 활용한다면 이론상 가능하지만 현 인류의 과학기술로는 불가능하다.

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